CN101684713A - 安全闸门装置及装配该安全闸门装置的自动柜员机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安全门机构，特别是一种自助服务设备上使用的具有防暴力开启的安全闸门装置，为了解决闸门被非法开启的问题，本发明提供了一种安全闸门装置，包括基板、闸门及驱动该闸门滑动的动力系统，该动力系统包括：一电机，可正反转，其设有一动力输出齿轮；一第一传动齿轮，与该动力输出齿轮啮合；一第一不完全齿轮，其与该传动齿轮同轴，其具有一凸形锁止弧的弧面；一第二不完全齿轮，其与该第一不完全齿轮啮合，其具有一凹形锁止弧的弧面，该凹形锁止弧与该凸形锁止弧的曲率半径相等；一第二传动齿轮，与该第二不完全齿轮同轴；以及一齿条，其固定在该闸门内侧，与该第二传动齿轮啮合。

Description

安全闸门装置及装配该安全闸门装置的自动柜员机

技术领域

本发明涉及一种安全门机构以及装配该安全门机构的设备，特别是一种金融自助服务设备上使用的具有防暴力开启的安全闸门装置以及装配该闸门的自动柜员机。

背景技术

目前金融自助服务设备被人们所广泛使用，独立的自助服务设备可以为客户提供24小时不间断服务，从而为人们生活提供不少便利。但无人值守的自动柜员机的使用在方便储户需求的同时也为不法分子盗取或截取储户钱财提供了可乘之机，随着自动柜员机的广泛放置，针对自动柜员机的犯罪案件也逐年上升。该类犯罪主要有：1、针对出钞口做手脚非法截留储户的钱财；2、通过非法获取储户磁卡信息和密码，从而盗取储户钱财。

针对第一类犯罪行为，金融自助服务设备需要装配一个能够防止被非法开启的出钞闸门。目前的出钞闸门通常是通过一个闸门阻挡件顶住闸门，以防止非法开启，该种方式由于闸门在装配时与基板难免会出现间隙，不法分子通过该间隙采用一些硬质薄片可以拨动该闸门阻挡件，轻而易举地开启闸门。因此提高出钞闸门的安全可靠性，防止出钞闸门被非法开启，是设计金融自助服务设备的重要课题。

现有技术中的闸门锁死装置通常零件数目较多，结构复杂，因此，提供一种结构简单、安全可靠的出钞闸门结构非常必要。

发明内容

为了解决出钞口被非法开启的问题，本发明提供了一种具有自锁机构的安全闸门装置。该闸门结构简单，安全可靠。

本发明目的是通过如下手段实现的：

一种安全闸门装置，包括基板、闸门及驱动该闸门滑动的动力系统，该基板开设有一窗口，该闸门装设于该基板的内侧面，该闸门滑动时可开启或关闭该窗口，其中，该动力系统包括：一电机，可正反转，其设有一动力输出齿轮；一第一传动齿轮，与该动力输出齿轮啮合；一第一不完全齿轮，其与该传动齿轮同轴，其具有一凸形锁止弧的弧面；一第二不完全齿轮，其与该第一不完全齿轮啮合，其具有一凹形锁止弧的弧面，该凹形锁止弧与该凸形锁止弧的曲率半径相等；一第二传动齿轮，与该第二不完全齿轮同轴；以及一齿条，其固定在该闸门内侧，与该第二传动齿轮啮合。

本发明还提供一种自动柜员机，其包括：一设备壳体，用以支撑和保护设备内部器件；一出入口模块，供客户放入、取出纸币的装置；一人机交互模块，用于使用者与自助服务设备之间进行信息交互，包括键盘、显示器；一内部机芯模块，用于提供金融业务服务的机构，包括储钱箱、钱币分发收纳装置、凭证打印机；以及若干纸币传输通道，用于在各模块之间传送纸币；其中，该出入口模块包括一安全闸门装置，该安全闸门装置包括固定在该设备壳体上的一基板、装设于该基板内侧面的一闸门及驱动该闸门滑动的一动力系统，该基板开设有一窗口，该闸门滑动时可开启或关闭该窗口，其中，该动力系统包括：一电机，可正反转，其设有一动力输出齿轮；一第一传动齿轮，与该动力输出齿轮啮合；一第一不完全齿轮，其与该传动齿轮同轴，其具有一凸形锁止弧的弧面；一第二不完全齿轮，其与该第一不完全齿轮啮合，其具有一凹形锁止弧的弧面，该凹形锁止弧与该凸形锁止弧的曲率半径相等；一第二传动齿轮，与该第二不完全齿轮同轴；以及一齿条，其固定在该闸门内侧，与该第二传动齿轮啮合，动力传递至该齿条时驱动该齿条滑动，从而推动该闸门滑动开启或关闭，且在闸门开启或关闭状态下，该第一不完全齿轮的凸形锁止弧与该第二不完全齿轮的凹形锁止弧配合。

由于该第一不完全齿轮与该第二不完全齿轮分别具有曲率半径相等的凸形锁止弧和凹形锁止弧，在闸门关闭状态下该第一不完全齿轮的凸形锁止弧与该第二不完全齿轮的凹形锁止弧配合，即凸形锁止弧伸入凹形锁止弧的凹槽中，此时只有驱动第一不完全齿轮转动，其凸形锁止弧才可能带动该第二不完全齿轮转动，从而使得该对不完全齿轮从弧面配合状态切换至齿部配合状态，从而使得该电机输出的动力可经由齿轮传递给齿条，驱动闸门滑动而开启，而如果通过外力试图推动闸门从而驱动第二不完全齿轮，则凹形锁止弧由于曲率半径与凸形锁止弧相等，凹槽给予凸形锁止弧的力刚好穿过弧心，从而力矩为零，无法推动第一不完全齿轮转动，且由于该第一不完全齿轮的阻止，该第二不完全齿轮也不可能转动，当然闸门也就不可能被推动，从而闸门实现自锁。

因此，本发明所提供的安全闸门装置与现有技术相比具有如下有点：

1、本闸门装置的自锁不需要额外的机构来完成，仅依靠本身的动力传输部件达到锁止功能，可以降低设备成本。

2、由于机械零部件的减少，降低了机械故障的发生，使装置更加安全可靠。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例所提供安全闸门装置的外部示意图；

图2是本发明安全闸门装置的内部示意图；

图3是本发明安全闸门装置的动力系统示意图；

图4是本发明安全闸门装置中自锁齿轮示意图。

图5是装配本发明所提供安全闸门装置的自动柜员机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1和图2，本发明所提供的安全闸门装置8包括基板1、闸门2，控制闸门滑动的动力装置以及闸门2的自锁机构。基板1上开设有存取款窗口3，闸门2装设于基板1的内侧面，且闸门2的大小完全可以覆盖该存取款窗口3。当闸门2在动力装置的作用下沿A向滑动即可以覆盖存取款窗口3，即完成关闭闸门动作，当闸门2在动力装置的作用下沿B向滑动即可以开启存取款窗口3，即完成开启闸门动作。当闸门2关闭时，该自锁机构实现闸门2的自锁，非法操作人员无法使得闸门2再滑动开启。

参阅图2和图3，进一步说明动力装置的具体组成。该动力装置包括动力电机4和传动装置5。该动力电机4为正反转电机，动力电机4正转或反转，通过传动装置5的传动，完成闸门2关闭或开启存取款窗口3的动作。该动力电机4还包括一动力输出齿轮41。该传动装置5包括与该动力输出齿轮41啮合的齿轮55，与齿轮55同轴且随齿轮55一起转动的齿轮54，与齿轮54啮合的齿轮53，与齿轮53同轴且随齿轮53一起转动的齿轮52以及与齿轮52啮合的齿条51，其中，该齿条51固定在该闸门2内侧。动力经由齿轮55、54、53传递，使得齿轮52转动时，与齿轮52啮合的齿条51来回移动，从而带动该闸门2滑动。

具体的，该动力装置的动力传递过程为：当电机4如图2方向e转动时，动力输出齿轮41随电机的动力轴做e向转动，与齿轮41啮合的齿轮55则做反向转动，齿轮55通过轴56带动齿轮54做同方向转动，由于齿轮53与该齿轮54啮合，因此齿轮53做e向转动，齿轮53通过轴57带动齿轮52做e向转动，齿轮52通过啮合动力传递使齿条51做B向滑动，齿条51带动固定在其一端的闸门2沿B向滑动完成闸门2的开启动作。同理，当电机4做反向转动时，通过齿轮、转轴和齿条的扭矩传递完成闸门2的关闭动作。

进一步地，为了判断闸门2是否开启或关闭到位，该安全闸门装置中还设有检查闸门2开关是否到位的检查机构，本发明是通过检测动力传输的转动来检测齿条51的滑动距离来判断其是否开关到位。具体的，参阅图2，在转轴56上固设一圆盘61，圆盘61上设有一缺口611，该圆盘61伸入一U形传感器62内，U形传感器通过感应圆盘61上缺口611的一次到达或数次到达判断闸门2被驱动滑行的距离。本实施例是通过计算，当动力电机4通过动力输出齿轮41带动齿轮55、轴56、齿轮54以及圆盘61转动一周，经过齿轮53、轴57以及齿轮52带动齿条51滑动的距离刚好满足闸门2的开启或关闭。当然实际需要，可以将闸门2开启或关闭的滑动距离设计成使圆盘转动多周的情形。上述检查机构并不是唯一可以实现到位检测的方法，将圆盘61换成一遮挡条同样可以达到检测计数的目的。

进一步的，为了闸门2能在基板1内侧顺利滑动，基板1上还设有滑轨11，相应的闸门2上设有滑块(图中未示出)，而且基板1上对应齿条51的位置设有供齿条51滑动的滑动槽12。滑轨11和滑动槽12的作用是使闸门2在基板1上的滑动更加安全稳定。

参阅图3和图4，进一步说明闸门2的自锁机构。锁止闸门2可以通过锁止齿条51的方式来实现，由于齿条51与闸门2固定设置，所以锁止齿条51后，闸门2将无法滑动，从而实现闸门2的自锁目的。本发明通过在齿条51和电机动力输出齿轮41之间设置一对配套制作的不完全齿轮来达到闸门2的自锁目的。参阅图3所示，齿轮54与齿轮53为配套制成的一对不完全齿轮，该无齿弧面部分别形成对应的锁止弧541、531。

参照图4所示，齿轮54与齿轮53可分为带齿部分和带弧面部分。其中齿轮54设有凸形锁止弧541，齿轮53设有相应的凹形锁止弧531。其中齿轮54和齿轮53的齿数相同，且锁止弧541和531的曲率半径相同。该凸形锁止弧541对应的扇形角度要大于或等于该凹形锁止弧531对应的扇形角度，且该齿轮54与该齿轮53之间为过渡配合。当该齿轮54的凸形锁止弧541与该齿轮53的凹形锁止弧531配合时，即凸形锁止弧541伸入凹形锁止弧531的凹槽中，只有驱动齿轮54转动，其凸形锁止弧541才可能带动该全齿轮53转动，从而使得该对齿轮54、53从弧面配合状态切换至齿部配合状态，从而使得该电机4输出的动力可经由齿轮55、54、53、52传递给齿条51，驱动闸门2滑动，而如果外力试图推动闸门2从而驱动齿轮53转动，则凹形锁止弧531由于曲率半径与凸形锁止弧541相等，凹槽给予凸形锁止弧541的力刚好穿过弧心，从而力矩为零，无法推动第齿轮54转动，且由于该齿轮54的阻止，该齿轮53不可能转动，从而该闸门2也就不可能被推动。因此，该齿轮54、53上凸形锁止弧541与凹形锁止弧531的配合，可以保证动力仅可从电机4传递给闸门2，从而推动闸门2滑动，而外力无法推动闸门2滑动。

具体的动力传输原理如图4所示：当齿轮54的齿部与齿轮53的齿部啮合时，齿轮54的转动将动力扭矩向齿轮53传递，符合正常齿轮之间的动力传输原理，而当齿轮53转动至如图4所示，齿轮53的凹形锁止弧531与齿轮54的凸形锁止弧541构成嵌入式配合时，凹形锁止弧531的a点需要跨过凸形锁止弧541的最高点b点才可以实现齿轮53的顺利转动。根据该种配合原理，凹形锁止弧531的a点必然受到齿轮54的凸形锁止弧541的阻止，从而a点对齿轮产生一作用力F，由于凹形锁止弧531和凸形锁止弧541具有相同的曲率半径，使该作用力F指向齿轮54的转动轴心，力臂为零，因此不产生力矩，从而无法带动齿轮54转动，因此达到锁止目的。

结合图3和图4对所述安全闸门装置在开关时的自锁原理进行详细的描述，当闸门处于关闭状态时，齿轮54与齿轮53刚好处于凹形锁止弧531和凸形锁止弧541的接触状态。当非法推动闸门2时，闸门2推动齿条51产生滑动的趋势，齿条51欲滑动，则给予齿轮52一个转动力，齿轮52通过轴57给予齿轮53一转动力，由于齿轮53的凹形锁止弧531与齿轮54的凸形锁止弧541构成嵌入式配合，所以凹形锁止弧531的a点需要跨过凸形锁止弧541的最高点b点才可以实现齿轮53的顺利转动。如上所述，凹形锁止弧531的a点必然受到齿轮54的凸形锁止弧541的阻止，从而a点对齿轮产生一作用力F，由于凹形锁止弧531和凸形锁止弧541具有相同的曲率半径，使该作用力F指向齿轮54的转动轴心，力臂为零，因此不产生力矩，从而无法带动齿轮54转动。因此，由于齿轮54的阻止，齿轮53无法转动，从而使得齿条51也无法滑动，因此闸门2无法在外力的作用下滑动开启。

而当闸门2需要正常开启时，由电机4发出的动力经过动力输出齿轮41输出，带动齿轮55转动，齿轮55通过轴56带动齿轮54转动，齿轮54的凸形锁止弧541在齿轮53的凹形锁止弧内自由转动，当齿轮54的齿与齿轮53的凹形锁止弧形成的齿啮合时，则完成正常齿轮传动过程，从而顺利带动齿轮53一起转动，齿轮53的转动扭矩经过轴57和齿轮52传递给齿条51，齿条51在齿轮52的带动下做直线滑动，从而带动闸门2开启。当闸门2滑动到完全开启或关闭位置时，即感应圆盘61的缺口611刚好位于U形感应器62内，感应器62向控制中心发出开启或关闭到位信号，控制中心指令电机4不再转动，而此时齿轮54的凸形锁止弧541与齿轮53的凹形锁止弧处于接触状态，形成自锁，由此完成一次开启动作。

同样的原理，当闸门2需要关闭时，启动电机4，动力传递使得齿条51滑动，从而带动闸门2关闭，在齿条51关闭的过程中，齿轮54和53刚好转动将近一周，齿轮54的凸形锁止弧541与齿轮53的凹形锁止弧刚好再次处于接触状态，实现自锁。

该安全闸门巧妙利用动力系统中齿轮的结构实现闸门自锁，将自锁机构与动力系统统一为一体，零件数量少，结构简单，成本低，安全可靠。

该安全闸门应用于自动柜员机时，请参阅图5，该自动柜员机包括：一设备壳体7，用以支撑和保护设备内部器件；一出入口模块，供客户放入、取出纸币的开口；一包括键盘71和显示器72的人机交互模块，用于使用者与自助服务设备之间进行信息交互；以及一内部机芯模块，用于提供金融业务服务的机构，包括储钱箱、钱币分发收纳装置、凭证打印机以及若干纸币传输通道，用于在各模块之间传送纸币；其中，该安全闸门装置包括在该出入口模块中，是该出入口模块的主要硬件装置，其结构和原理如上所述，在此不再赘述。

惟以上所述仅为本发明的较佳实施例，非意欲局限本发明的专利保护范围，故举凡运用本发明说明书及图式内容所为的等效变化，均同理皆包含于本发明的权利保护范围内，合予陈明。

Claims (10)

1.一种安全闸门装置，包括基板、闸门及驱动该闸门滑动的动力系统，该基板开设有一窗口，该闸门装设于该基板的内侧面，该闸门滑动时可开启或关闭该窗口，其特征在于，该动力系统包括：

一电机，可正反转，其设有一动力输出齿轮；

一第一传动齿轮，与该动力输出齿轮啮合；

一第一不完全齿轮，其与该传动齿轮同轴，其具有一凸形锁止弧的弧面；

一第二不完全齿轮，其与该第一不完全齿轮啮合，其具有一凹形锁止弧的弧面，该凹形锁止弧与该凸形锁止弧的曲率半径相等；

一第二传动齿轮，与该第二不完全齿轮同轴；以及

一齿条，其固定在该闸门内侧，与该第二传动齿轮啮合，动力传递至该齿条时驱动该齿条滑动，从而推动该闸门滑动开启或关闭，且在闸门开启或关闭状态下，该第一不完全齿轮的凸形锁止弧与该第二不完全齿轮的凹形锁止弧配合。

2.如权利要求1所述的安全闸门装置，其特征在，该第一不完全齿轮与该第二不完全齿轮具有相同的齿数。

3.如权利要求1所述的安全闸门装置，其特征在，该凸形锁止弧对应的扇形角度要大于或等于该凹形锁止弧对应的扇形角度，且该第一不完全齿轮与该第二不完全齿轮之间弧面为过渡配合。

4.如权利要求1所述的安全闸门装置，其特征在于，该基板内侧面上沿闸门滑动方向上设有滑轨，闸门相应位置设有滑块，该滑块与该滑轨相配合。

5.如权利要求1所述的安全闸门装置，其特征在于，该基板上设有供齿条滑动的滑动槽。

6.一种自动柜员机，包括：

一设备壳体，用以支撑和保护设备内部器件；

一出入口模块，供客户放入、取出纸币的装置；

一人机交互模块，用于使用者与自助服务设备之间进行信息交互，包括键盘、显示器；

一内部机芯模块，用于提供金融业务服务的机构，包括储钱箱、钱币分发收纳装置、凭证打印机；以及

若干纸币传输通道，用于在各模块之间传送纸币；

其特征在于，该出入口模块包括一安全闸门装置，该安全闸门装置包括固定在该设备壳体上的一基板、装设于该基板内侧面的一闸门及驱动该闸门滑动的一动力系统，该基板开设有一窗口，该闸门滑动时可开启或关闭该窗口，其中，该动力系统包括：

一电机，可正反转，其设有一动力输出齿轮；

一第一传动齿轮，与该动力输出齿轮啮合；

一第一不完全齿轮，其与该传动齿轮同轴，其具有一凸形锁止弧的弧面；

一第二不完全齿轮，其与该第一不完全齿轮啮合，其具有一凹形锁止弧的弧面，该凹形锁止弧与该凸形锁止弧的曲率半径相等；

一第二传动齿轮，与该第二不完全齿轮同轴；以及

一齿条，其固定在该闸门内侧，与该第二传动齿轮啮合，动力传递至该齿条时驱动该齿条滑动，从而推动该闸门滑动开启或关闭，且在闸门开启或关闭状态下，该第一不完全齿轮的凸形锁止弧与该第二不完全齿轮的凹形锁止弧配合。

7.如权利要求6所述的自动柜员机，其特征在，该第一不完全齿轮与该第二不完全齿轮具有相同的齿数。

8.如权利要求6所述的自动柜员机，其特征在，该凸形锁止弧对应的扇形角度要大于或等于该凹形锁止弧对应的扇形角度，且该第一不完全齿轮与该第二不完全齿轮之间弧面为过渡配合。

9.如权利要求6所述的自动柜员机，其特征在于，该基板内侧面上沿闸门滑动方向上设有滑轨，闸门相应位置设有滑块，该滑块与该滑轨相配合。

10.如权利要求6所述的自动柜员机，其特征在于，该基板上设有供齿条滑动的滑动槽。

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